arch/x86/kernel/e820.c

   1 /*
   2  * Handle the memory map.
   3  * The functions here do the job until bootmem takes over.
   4  *
   5  *  Getting sanitize_e820_map() in sync with i386 version by applying change:
   6  *  -  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
   7  *     Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
   8  *  Venkatesh Pallipadi <venkatesh.pallipadi@intel.com>
   9  *
  10  */
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/types.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/bootmem.h>
  15 #include <linux/pfn.h>
  16 #include <linux/suspend.h>
  17 #include <linux/firmware-map.h>
  18
  19 #include <asm/e820.h>
  20 #include <asm/proto.h>
  21 #include <asm/setup.h>
  22
  23 /*
  24  * The e820 map is the map that gets modified e.g. with command line parameters
  25  * and that is also registered with modifications in the kernel resource tree
  26  * with the iomem_resource as parent.
  27  *
  28  * The e820_saved is directly saved after the BIOS-provided memory map is
  29  * copied. It doesn't get modified afterwards. It's registered for the
  30  * /sys/firmware/memmap interface.
  31  *
  32  * That memory map is not modified and is used as base for kexec. The kexec'd
  33  * kernel should get the same memory map as the firmware provides. Then the
  34  * user can e.g. boot the original kernel with mem=1G while still booting the
  35  * next kernel with full memory.
  36  */
  37 struct e820map e820;
  38 struct e820map e820_saved;
  39
  40 /* For PCI or other memory-mapped resources */
  41 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
  42 #ifdef CONFIG_PCI
  43 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
  44 #endif
  45
  46 /*
  47  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
  48  * with type.
  49  */
  50 int
  51 e820_any_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  52 {
  53         int i;
  54
  55         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  56                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  57
  58                 if (type && ei->type != type)
  59                         continue;
  60                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  61                         continue;
  62                 return 1;
  63         }
  64         return 0;
  65 }
  66 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820_any_mapped);
  67
  68 /*
  69  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
  70  *
  71  * Note: this function only works correct if the e820 table is sorted and
  72  * not-overlapping, which is the case
  73  */
  74 int __init e820_all_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  75 {
  76         int i;
  77
  78         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  79                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  80
  81                 if (type && ei->type != type)
  82                         continue;
  83                 /* is the region (part) in overlap with the current region ?*/
  84                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  85                         continue;
  86
  87                 /* if the region is at the beginning of <start,end> we move
  88                  * start to the end of the region since it's ok until there
  89                  */
  90                 if (ei->addr <= start)
  91                         start = ei->addr + ei->size;
  92                 /*
  93                  * if start is now at or beyond end, we're done, full
  94                  * coverage
  95                  */
  96                 if (start >= end)
  97                         return 1;
  98         }
  99         return 0;
 100 }
 101
 102 /*
 103  * Add a memory region to the kernel e820 map.
 104  */
 105 static void __init __e820_add_region(struct e820map *e820x, u64 start, u64 size,
 106                                          int type)
 107 {
 108         int x = e820x->nr_map;
 109
 110         if (x >= ARRAY_SIZE(e820x->map)) {
 111                 printk(KERN_ERR "Ooops! Too many entries in the memory map!\n");
 112                 return;
 113         }
 114
 115         e820x->map[x].addr = start;
 116         e820x->map[x].size = size;
 117         e820x->map[x].type = type;
 118         e820x->nr_map++;
 119 }
 120
 121 void __init e820_add_region(u64 start, u64 size, int type)
 122 {
 123         __e820_add_region(&e820, start, size, type);
 124 }
 125
 126 static void __init e820_print_type(u32 type)
 127 {
 128         switch (type) {
 129         case E820_RAM:
 130         case E820_RESERVED_KERN:
 131                 printk(KERN_CONT "(usable)");
 132                 break;
 133         case E820_RESERVED:
 134                 printk(KERN_CONT "(reserved)");
 135                 break;
 136         case E820_ACPI:
 137                 printk(KERN_CONT "(ACPI data)");
 138                 break;
 139         case E820_NVS:
 140                 printk(KERN_CONT "(ACPI NVS)");
 141                 break;
 142         case E820_UNUSABLE:
 143                 printk(KERN_CONT "(unusable)");
 144                 break;
 145         default:
 146                 printk(KERN_CONT "type %u", type);
 147                 break;
 148         }
 149 }
 150
 151 void __init e820_print_map(char *who)
 152 {
 153         int i;
 154
 155         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 156                 printk(KERN_INFO " %s: %016Lx - %016Lx ", who,
 157                        (unsigned long long) e820.map[i].addr,
 158                        (unsigned long long)
 159                        (e820.map[i].addr + e820.map[i].size));
 160                 e820_print_type(e820.map[i].type);
 161                 printk(KERN_CONT "\n");
 162         }
 163 }
 164
 165 /*
 166  * Sanitize the BIOS e820 map.
 167  *
 168  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
 169  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
 170  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
 171  * numbered type.
 172  *
 173  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
 174  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
 175  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
 176  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
 177  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
 178  *
 179  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
 180  * current number of valid entries located at biosmap) and will
 181  * be updated on return, with the new number of valid entries
 182  * (something no more than max_nr_map.)
 183  *
 184  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
 185  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
 186  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
 187  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
 188  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
 189  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
 190  *
 191  *      Visually we're performing the following
 192  *      (1,2,3,4 = memory types)...
 193  *
 194  *      Sample memory map (w/overlaps):
 195  *         ____22__________________
 196  *         ______________________4_
 197  *         ____1111________________
 198  *         _44_____________________
 199  *         11111111________________
 200  *         ____________________33__
 201  *         ___________44___________
 202  *         __________33333_________
 203  *         ______________22________
 204  *         ___________________2222_
 205  *         _________111111111______
 206  *         _____________________11_
 207  *         _________________4______
 208  *
 209  *      Sanitized equivalent (no overlap):
 210  *         1_______________________
 211  *         _44_____________________
 212  *         ___1____________________
 213  *         ____22__________________
 214  *         ______11________________
 215  *         _________1______________
 216  *         __________3_____________
 217  *         ___________44___________
 218  *         _____________33_________
 219  *         _______________2________
 220  *         ________________1_______
 221  *         _________________4______
 222  *         ___________________2____
 223  *         ____________________33__
 224  *         ______________________4_
 225  */
 226
 227 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
 228                              u32 *pnr_map)
 229 {
 230         struct change_member {
 231                 struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
 232                 unsigned long long addr; /* address for this change point */
 233         };
 234         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
 235         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
 236         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
 237         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
 238         struct change_member *change_tmp;
 239         unsigned long current_type, last_type;
 240         unsigned long long last_addr;
 241         int chgidx, still_changing;
 242         int overlap_entries;
 243         int new_bios_entry;
 244         int old_nr, new_nr, chg_nr;
 245         int i;
 246
 247         /* if there's only one memory region, don't bother */
 248         if (*pnr_map < 2)
 249                 return -1;
 250
 251         old_nr = *pnr_map;
 252         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
 253
 254         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
 255         for (i = 0; i < old_nr; i++)
 256                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
 257                         return -1;
 258
 259         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
 260         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
 261                 change_point[i] = &change_point_list[i];
 262
 263         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
 264            omitting those that are for empty memory regions */
 265         chgidx = 0;
 266         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
 267                 if (biosmap[i].size != 0) {
 268                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
 269                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 270                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
 271                                 biosmap[i].size;
 272                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 273                 }
 274         }
 275         chg_nr = chgidx;
 276
 277         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
 278         still_changing = 1;
 279         while (still_changing)  {
 280                 still_changing = 0;
 281                 for (i = 1; i < chg_nr; i++)  {
 282                         unsigned long long curaddr, lastaddr;
 283                         unsigned long long curpbaddr, lastpbaddr;
 284
 285                         curaddr = change_point[i]->addr;
 286                         lastaddr = change_point[i - 1]->addr;
 287                         curpbaddr = change_point[i]->pbios->addr;
 288                         lastpbaddr = change_point[i - 1]->pbios->addr;
 289
 290                         /*
 291                          * swap entries, when:
 292                          *
 293                          * curaddr > lastaddr or
 294                          * curaddr == lastaddr and curaddr == curpbaddr and
 295                          * lastaddr != lastpbaddr
 296                          */
 297                         if (curaddr < lastaddr ||
 298                             (curaddr == lastaddr && curaddr == curpbaddr &&
 299                              lastaddr != lastpbaddr)) {
 300                                 change_tmp = change_point[i];
 301                                 change_point[i] = change_point[i-1];
 302                                 change_point[i-1] = change_tmp;
 303                                 still_changing = 1;
 304                         }
 305                 }
 306         }
 307
 308         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
 309         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
 310         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
 311         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
 312         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
 313
 314         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
 315         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
 316                 /* keep track of all overlapping bios entries */
 317                 if (change_point[chgidx]->addr ==
 318                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
 319                         /*
 320                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
 321                          * implies an overlap)
 322                          */
 323                         overlap_list[overlap_entries++] =
 324                                 change_point[chgidx]->pbios;
 325                 } else {
 326                         /*
 327                          * remove entry from list (order independent,
 328                          * so swap with last)
 329                          */
 330                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 331                                 if (overlap_list[i] ==
 332                                     change_point[chgidx]->pbios)
 333                                         overlap_list[i] =
 334                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
 335                         }
 336                         overlap_entries--;
 337                 }
 338                 /*
 339                  * if there are overlapping entries, decide which
 340                  * "type" to use (larger value takes precedence --
 341                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
 342                  */
 343                 current_type = 0;
 344                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
 345                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
 346                                 current_type = overlap_list[i]->type;
 347                 /*
 348                  * continue building up new bios map based on this
 349                  * information
 350                  */
 351                 if (current_type != last_type)  {
 352                         if (last_type != 0)      {
 353                                 new_bios[new_bios_entry].size =
 354                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
 355                                 /*
 356                                  * move forward only if the new size
 357                                  * was non-zero
 358                                  */
 359                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
 360                                         /*
 361                                          * no more space left for new
 362                                          * bios entries ?
 363                                          */
 364                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
 365                                                 break;
 366                         }
 367                         if (current_type != 0)  {
 368                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
 369                                         change_point[chgidx]->addr;
 370                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
 371                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
 372                         }
 373                         last_type = current_type;
 374                 }
 375         }
 376         /* retain count for new bios entries */
 377         new_nr = new_bios_entry;
 378
 379         /* copy new bios mapping into original location */
 380         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
 381         *pnr_map = new_nr;
 382
 383         return 0;
 384 }
 385
 386 static int __init __append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 387 {
 388         while (nr_map) {
 389                 u64 start = biosmap->addr;
 390                 u64 size = biosmap->size;
 391                 u64 end = start + size;
 392                 u32 type = biosmap->type;
 393
 394                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
 395                 if (start > end)
 396                         return -1;
 397
 398                 e820_add_region(start, size, type);
 399
 400                 biosmap++;
 401                 nr_map--;
 402         }
 403         return 0;
 404 }
 405
 406 /*
 407  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
 408  *
 409  * Sanity-check it while we're at it..
 410  *
 411  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
 412  * will have given us a memory map that we can use to properly
 413  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
 414  */
 415 static int __init append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 416 {
 417         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
 418         if (nr_map < 2)
 419                 return -1;
 420
 421         return __append_e820_map(biosmap, nr_map);
 422 }
 423
 424 static u64 __init __e820_update_range(struct e820map *e820x, u64 start,
 425                                         u64 size, unsigned old_type,
 426                                         unsigned new_type)
 427 {
 428         u64 end;
 429         unsigned int i;
 430         u64 real_updated_size = 0;
 431
 432         BUG_ON(old_type == new_type);
 433
 434         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 435                 size = ULLONG_MAX - start;
 436
 437         end = start + size;
 438         printk(KERN_DEBUG "e820 update range: %016Lx - %016Lx ",
 439                        (unsigned long long) start,
 440                        (unsigned long long) end);
 441         e820_print_type(old_type);
 442         printk(KERN_CONT " ==> ");
 443         e820_print_type(new_type);
 444         printk(KERN_CONT "\n");
 445
 446         for (i = 0; i < e820x->nr_map; i++) {
 447                 struct e820entry *ei = &e820x->map[i];
 448                 u64 final_start, final_end;
 449                 u64 ei_end;
 450
 451                 if (ei->type != old_type)
 452                         continue;
 453
 454                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 455                 /* totally covered by new range? */
 456                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 457                         ei->type = new_type;
 458                         real_updated_size += ei->size;
 459                         continue;
 460                 }
 461
 462                 /* new range is totally covered? */
 463                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 464                         __e820_add_region(e820x, start, size, new_type);
 465                         __e820_add_region(e820x, end, ei_end - end, ei->type);
 466                         ei->size = start - ei->addr;
 467                         real_updated_size += size;
 468                         continue;
 469                 }
 470
 471                 /* partially covered */
 472                 final_start = max(start, ei->addr);
 473                 final_end = min(end, ei_end);
 474                 if (final_start >= final_end)
 475                         continue;
 476
 477                 __e820_add_region(e820x, final_start, final_end - final_start,
 478                                   new_type);
 479
 480                 real_updated_size += final_end - final_start;
 481
 482                 /*
 483                  * left range could be head or tail, so need to update
 484                  * size at first.
 485                  */
 486                 ei->size -= final_end - final_start;
 487                 if (ei->addr < final_start)
 488                         continue;
 489                 ei->addr = final_end;
 490         }
 491         return real_updated_size;
 492 }
 493
 494 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 495                              unsigned new_type)
 496 {
 497         return __e820_update_range(&e820, start, size, old_type, new_type);
 498 }
 499
 500 static u64 __init e820_update_range_saved(u64 start, u64 size,
 501                                           unsigned old_type, unsigned new_type)
 502 {
 503         return __e820_update_range(&e820_saved, start, size, old_type,
 504                                      new_type);
 505 }
 506
 507 /* make e820 not cover the range */
 508 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 509                              int checktype)
 510 {
 511         int i;
 512         u64 end;
 513         u64 real_removed_size = 0;
 514
 515         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 516                 size = ULLONG_MAX - start;
 517
 518         end = start + size;
 519         printk(KERN_DEBUG "e820 remove range: %016Lx - %016Lx ",
 520                        (unsigned long long) start,
 521                        (unsigned long long) end);
 522         if (checktype)
 523                 e820_print_type(old_type);
 524         printk(KERN_CONT "\n");
 525
 526         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 527                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 528                 u64 final_start, final_end;
 529                 u64 ei_end;
 530
 531                 if (checktype && ei->type != old_type)
 532                         continue;
 533
 534                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 535                 /* totally covered? */
 536                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 537                         real_removed_size += ei->size;
 538                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
 539                         continue;
 540                 }
 541
 542                 /* new range is totally covered? */
 543                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 544                         e820_add_region(end, ei_end - end, ei->type);
 545                         ei->size = start - ei->addr;
 546                         real_removed_size += size;
 547                         continue;
 548                 }
 549
 550                 /* partially covered */
 551                 final_start = max(start, ei->addr);
 552                 final_end = min(end, ei_end);
 553                 if (final_start >= final_end)
 554                         continue;
 555                 real_removed_size += final_end - final_start;
 556
 557                 /*
 558                  * left range could be head or tail, so need to update
 559                  * size at first.
 560                  */
 561                 ei->size -= final_end - final_start;
 562                 if (ei->addr < final_start)
 563                         continue;
 564                 ei->addr = final_end;
 565         }
 566         return real_removed_size;
 567 }
 568
 569 void __init update_e820(void)
 570 {
 571         u32 nr_map;
 572
 573         nr_map = e820.nr_map;
 574         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr_map))
 575                 return;
 576         e820.nr_map = nr_map;
 577         printk(KERN_INFO "modified physical RAM map:\n");
 578         e820_print_map("modified");
 579 }
 580 static void __init update_e820_saved(void)
 581 {
 582         u32 nr_map;
 583
 584         nr_map = e820_saved.nr_map;
 585         if (sanitize_e820_map(e820_saved.map, ARRAY_SIZE(e820_saved.map), &nr_map))
 586                 return;
 587         e820_saved.nr_map = nr_map;
 588 }
 589 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
 590 /*
 591  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
 592  */
 593 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
 594                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
 595 {
 596         unsigned long long last;
 597         int i = e820.nr_map;
 598         int found = 0;
 599
 600         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
 601
 602         while (--i >= 0) {
 603                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
 604                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
 605
 606                 if (end < start_addr)
 607                         continue;
 608
 609                 /*
 610                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 611                  * fit in 32 bits if this condition is true
 612                  */
 613                 if (last > end) {
 614                         unsigned long gap = last - end;
 615
 616                         if (gap >= *gapsize) {
 617                                 *gapsize = gap;
 618                                 *gapstart = end;
 619                                 found = 1;
 620                         }
 621                 }
 622                 if (start < last)
 623                         last = start;
 624         }
 625         return found;
 626 }
 627
 628 /*
 629  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 630  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 631  * for hotplug or unconfigured devices in.
 632  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 633  */
 634 __init void e820_setup_gap(void)
 635 {
 636         unsigned long gapstart, gapsize;
 637         int found;
 638
 639         gapstart = 0x10000000;
 640         gapsize = 0x400000;
 641         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
 642
 643 #ifdef CONFIG_X86_64
 644         if (!found) {
 645                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 646                 printk(KERN_ERR
 647         "PCI: Warning: Cannot find a gap in the 32bit address range\n"
 648         "PCI: Unassigned devices with 32bit resource registers may break!\n");
 649         }
 650 #endif
 651
 652         /*
 653          * e820_reserve_resources_late protect stolen RAM already
 654          */
 655         pci_mem_start = gapstart;
 656
 657         printk(KERN_INFO
 658                "Allocating PCI resources starting at %lx (gap: %lx:%lx)\n",
 659                pci_mem_start, gapstart, gapsize);
 660 }
 661
 662 /**
 663  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 664  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 665  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 666  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 667  */
 668 void __init parse_e820_ext(struct setup_data *sdata, unsigned long pa_data)
 669 {
 670         u32 map_len;
 671         int entries;
 672         struct e820entry *extmap;
 673
 674         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 675         map_len = sdata->len + sizeof(struct setup_data);
 676         if (map_len > PAGE_SIZE)
 677                 sdata = early_ioremap(pa_data, map_len);
 678         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 679         __append_e820_map(extmap, entries);
 680         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 681         if (map_len > PAGE_SIZE)
 682                 early_iounmap(sdata, map_len);
 683         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 684         e820_print_map("extended");
 685 }
 686
 687 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 688         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 689 /**
 690  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 691  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 692  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 693  *
 694  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 695  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
 696  */
 697 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 698 {
 699         int i;
 700         unsigned long pfn;
 701
 702         pfn = PFN_DOWN(e820.map[0].addr + e820.map[0].size);
 703         for (i = 1; i < e820.nr_map; i++) {
 704                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 705
 706                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
 707                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
 708
 709                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
 710                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
 711                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 712
 713                 if (pfn >= limit_pfn)
 714                         break;
 715         }
 716 }
 717 #endif
 718
 719 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
 720 /**
 721  * Mark ACPI NVS memory region, so that we can save/restore it during
 722  * hibernation and the subsequent resume.
 723  */
 724 static int __init e820_mark_nvs_memory(void)
 725 {
 726         int i;
 727
 728         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 729                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 730
 731                 if (ei->type == E820_NVS)
 732                         hibernate_nvs_register(ei->addr, ei->size);
 733         }
 734
 735         return 0;
 736 }
 737 core_initcall(e820_mark_nvs_memory);
 738 #endif
 739
 740 /*
 741  * Find a free area with specified alignment in a specific range.
 742  */
 743 u64 __init find_e820_area(u64 start, u64 end, u64 size, u64 align)
 744 {
 745         int i;
 746
 747         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 748                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 749                 u64 addr;
 750                 u64 ei_start, ei_last;
 751
 752                 if (ei->type != E820_RAM)
 753                         continue;
 754
 755                 ei_last = ei->addr + ei->size;
 756                 ei_start = ei->addr;
 757                 addr = find_early_area(ei_start, ei_last, start, end,
 758                                          size, align);
 759
 760                 if (addr != -1ULL)
 761                         return addr;
 762         }
 763         return -1ULL;
 764 }
 765
 766 u64 __init find_fw_memmap_area(u64 start, u64 end, u64 size, u64 align)
 767 {
 768         return find_e820_area(start, end, size, align);
 769 }
 770
 771 u64 __init get_max_mapped(void)
 772 {
 773         u64 end = max_pfn_mapped;
 774
 775         end <<= PAGE_SHIFT;
 776
 777         return end;
 778 }
 779 /*
 780  * Find next free range after *start
 781  */
 782 u64 __init find_e820_area_size(u64 start, u64 *sizep, u64 align)
 783 {
 784         int i;
 785
 786         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 787                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 788                 u64 addr;
 789                 u64 ei_start, ei_last;
 790
 791                 if (ei->type != E820_RAM)
 792                         continue;
 793
 794                 ei_last = ei->addr + ei->size;
 795                 ei_start = ei->addr;
 796                 addr = find_early_area_size(ei_start, ei_last, start,
 797                                          sizep, align);
 798
 799                 if (addr != -1ULL)
 800                         return addr;
 801         }
 802
 803         return -1ULL;
 804 }
 805
 806 /*
 807  * pre allocated 4k and reserved it in e820
 808  */
 809 u64 __init early_reserve_e820(u64 startt, u64 sizet, u64 align)
 810 {
 811         u64 size = 0;
 812         u64 addr;
 813         u64 start;
 814
 815         for (start = startt; ; start += size) {
 816                 start = find_e820_area_size(start, &size, align);
 817                 if (!(start + 1))
 818                         return 0;
 819                 if (size >= sizet)
 820                         break;
 821         }
 822
 823 #ifdef CONFIG_X86_32
 824         if (start >= MAXMEM)
 825                 return 0;
 826         if (start + size > MAXMEM)
 827                 size = MAXMEM - start;
 828 #endif
 829
 830         addr = round_down(start + size - sizet, align);
 831         if (addr < start)
 832                 return 0;
 833         e820_update_range(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
 834         e820_update_range_saved(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
 835         printk(KERN_INFO "update e820 for early_reserve_e820\n");
 836         update_e820();
 837         update_e820_saved();
 838
 839         return addr;
 840 }
 841
 842 #ifdef CONFIG_X86_32
 843 # ifdef CONFIG_X86_PAE
 844 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
 845 # else
 846 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
 847 # endif
 848 #else /* CONFIG_X86_32 */
 849 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
 850 #endif
 851
 852 /*
 853  * Find the highest page frame number we have available
 854  */
 855 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, unsigned type)
 856 {
 857         int i;
 858         unsigned long last_pfn = 0;
 859         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
 860
 861         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 862                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 863                 unsigned long start_pfn;
 864                 unsigned long end_pfn;
 865
 866                 if (ei->type != type)
 867                         continue;
 868
 869                 start_pfn = ei->addr >> PAGE_SHIFT;
 870                 end_pfn = (ei->addr + ei->size) >> PAGE_SHIFT;
 871
 872                 if (start_pfn >= limit_pfn)
 873                         continue;
 874                 if (end_pfn > limit_pfn) {
 875                         last_pfn = limit_pfn;
 876                         break;
 877                 }
 878                 if (end_pfn > last_pfn)
 879                         last_pfn = end_pfn;
 880         }
 881
 882         if (last_pfn > max_arch_pfn)
 883                 last_pfn = max_arch_pfn;
 884
 885         printk(KERN_INFO "last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
 886                          last_pfn, max_arch_pfn);
 887         return last_pfn;
 888 }
 889 unsigned long __init e820_end_of_ram_pfn(void)
 890 {
 891         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_RAM);
 892 }
 893
 894 unsigned long __init e820_end_of_low_ram_pfn(void)
 895 {
 896         return e820_end_pfn(1UL<<(32 - PAGE_SHIFT), E820_RAM);
 897 }
 898 /*
 899  * Finds an active region in the address range from start_pfn to last_pfn and
 900  * returns its range in ei_startpfn and ei_endpfn for the e820 entry.
 901  */
 902 int __init e820_find_active_region(const struct e820entry *ei,
 903                                   unsigned long start_pfn,
 904                                   unsigned long last_pfn,
 905                                   unsigned long *ei_startpfn,
 906                                   unsigned long *ei_endpfn)
 907 {
 908         u64 align = PAGE_SIZE;
 909
 910         *ei_startpfn = round_up(ei->addr, align) >> PAGE_SHIFT;
 911         *ei_endpfn = round_down(ei->addr + ei->size, align) >> PAGE_SHIFT;
 912
 913         /* Skip map entries smaller than a page */
 914         if (*ei_startpfn >= *ei_endpfn)
 915                 return 0;
 916
 917         /* Skip if map is outside the node */
 918         if (ei->type != E820_RAM || *ei_endpfn <= start_pfn ||
 919                                     *ei_startpfn >= last_pfn)
 920                 return 0;
 921
 922         /* Check for overlaps */
 923         if (*ei_startpfn < start_pfn)
 924                 *ei_startpfn = start_pfn;
 925         if (*ei_endpfn > last_pfn)
 926                 *ei_endpfn = last_pfn;
 927
 928         return 1;
 929 }
 930
 931 /* Walk the e820 map and register active regions within a node */
 932 void __init e820_register_active_regions(int nid, unsigned long start_pfn,
 933                                          unsigned long last_pfn)
 934 {
 935         unsigned long ei_startpfn;
 936         unsigned long ei_endpfn;
 937         int i;
 938
 939         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++)
 940                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
 941                                             start_pfn, last_pfn,
 942                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
 943                         add_active_range(nid, ei_startpfn, ei_endpfn);
 944 }
 945
 946 /*
 947  * Find the hole size (in bytes) in the memory range.
 948  * @start: starting address of the memory range to scan
 949  * @end: ending address of the memory range to scan
 950  */
 951 u64 __init e820_hole_size(u64 start, u64 end)
 952 {
 953         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 954         unsigned long last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
 955         unsigned long ei_startpfn, ei_endpfn, ram = 0;
 956         int i;
 957
 958         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 959                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
 960                                             start_pfn, last_pfn,
 961                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
 962                         ram += ei_endpfn - ei_startpfn;
 963         }
 964         return end - start - ((u64)ram << PAGE_SHIFT);
 965 }
 966
 967 static void early_panic(char *msg)
 968 {
 969         early_printk(msg);
 970         panic(msg);
 971 }
 972
 973 static int userdef __initdata;
 974
 975 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
 976 static int __init parse_memopt(char *p)
 977 {
 978         u64 mem_size;
 979
 980         if (!p)
 981                 return -EINVAL;
 982
 983 #ifdef CONFIG_X86_32
 984         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
 985                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
 986                 return 0;
 987         }
 988 #endif
 989
 990         userdef = 1;
 991         mem_size = memparse(p, &p);
 992         e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 993
 994         return 0;
 995 }
 996 early_param("mem", parse_memopt);
 997
 998 static int __init parse_memmap_opt(char *p)
 999 {
1000         char *oldp;
1001         u64 start_at, mem_size;
1002
1003         if (!p)
1004                 return -EINVAL;
1005
1006         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
1007 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1008                 /*
1009                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
1010                  * the real mem size before original memory map is
1011                  * reset.
1012                  */
1013                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1014 #endif
1015                 e820.nr_map = 0;
1016                 userdef = 1;
1017                 return 0;
1018         }
1019
1020         oldp = p;
1021         mem_size = memparse(p, &p);
1022         if (p == oldp)
1023                 return -EINVAL;
1024
1025         userdef = 1;
1026         if (*p == '@') {
1027                 start_at = memparse(p+1, &p);
1028                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
1029         } else if (*p == '#') {
1030                 start_at = memparse(p+1, &p);
1031                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
1032         } else if (*p == '$') {
1033                 start_at = memparse(p+1, &p);
1034                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
1035         } else
1036                 e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
1037
1038         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
1039 }
1040 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
1041
1042 void __init finish_e820_parsing(void)
1043 {
1044         if (userdef) {
1045                 u32 nr = e820.nr_map;
1046
1047                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr) < 0)
1048                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
1049                 e820.nr_map = nr;
1050
1051                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
1052                 e820_print_map("user");
1053         }
1054 }
1055
1056 static inline const char *e820_type_to_string(int e820_type)
1057 {
1058         switch (e820_type) {
1059         case E820_RESERVED_KERN:
1060         case E820_RAM:  return "System RAM";
1061         case E820_ACPI: return "ACPI Tables";
1062         case E820_NVS:  return "ACPI Non-volatile Storage";
1063         case E820_UNUSABLE:     return "Unusable memory";
1064         default:        return "reserved";
1065         }
1066 }
1067
1068 /*
1069  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
1070  */
1071 static struct resource __initdata *e820_res;
1072 void __init e820_reserve_resources(void)
1073 {
1074         int i;
1075         struct resource *res;
1076         u64 end;
1077
1078         res = alloc_bootmem(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
1079         e820_res = res;
1080         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1081                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
1082                 if (end != (resource_size_t)end) {
1083                         res++;
1084                         continue;
1085                 }
1086                 res->name = e820_type_to_string(e820.map[i].type);
1087                 res->start = e820.map[i].addr;
1088                 res->end = end;
1089
1090                 res->flags = IORESOURCE_MEM;
1091
1092                 /*
1093                  * don't register the region that could be conflicted with
1094                  * pci device BAR resource and insert them later in
1095                  * pcibios_resource_survey()
1096                  */
1097                 if (e820.map[i].type != E820_RESERVED || res->start < (1ULL<<20)) {
1098                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1099                         insert_resource(&iomem_resource, res);
1100                 }
1101                 res++;
1102         }
1103
1104         for (i = 0; i < e820_saved.nr_map; i++) {
1105                 struct e820entry *entry = &e820_saved.map[i];
1106                 firmware_map_add_early(entry->addr,
1107                         entry->addr + entry->size - 1,
1108                         e820_type_to_string(entry->type));
1109         }
1110 }
1111
1112 /* How much should we pad RAM ending depending on where it is? */
1113 static unsigned long ram_alignment(resource_size_t pos)
1114 {
1115         unsigned long mb = pos >> 20;
1116
1117         /* To 64kB in the first megabyte */
1118         if (!mb)
1119                 return 64*1024;
1120
1121         /* To 1MB in the first 16MB */
1122         if (mb < 16)
1123                 return 1024*1024;
1124
1125         /* To 64MB for anything above that */
1126         return 64*1024*1024;
1127 }
1128
1129 #define MAX_RESOURCE_SIZE ((resource_size_t)-1)
1130
1131 void __init e820_reserve_resources_late(void)
1132 {
1133         int i;
1134         struct resource *res;
1135
1136         res = e820_res;
1137         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1138                 if (!res->parent && res->end)
1139                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
1140                 res++;
1141         }
1142
1143         /*
1144          * Try to bump up RAM regions to reasonable boundaries to
1145          * avoid stolen RAM:
1146          */
1147         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1148                 struct e820entry *entry = &e820.map[i];
1149                 u64 start, end;
1150
1151                 if (entry->type != E820_RAM)
1152                         continue;
1153                 start = entry->addr + entry->size;
1154                 end = round_up(start, ram_alignment(start)) - 1;
1155                 if (end > MAX_RESOURCE_SIZE)
1156                         end = MAX_RESOURCE_SIZE;
1157                 if (start >= end)
1158                         continue;
1159                 printk(KERN_DEBUG "reserve RAM buffer: %016llx - %016llx ",
1160                                start, end);
1161                 reserve_region_with_split(&iomem_resource, start, end,
1162                                           "RAM buffer");
1163         }
1164 }
1165
1166 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1167 {
1168         char *who = "BIOS-e820";
1169         u32 new_nr;
1170         /*
1171          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1172          *
1173          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1174          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1175          */
1176         new_nr = boot_params.e820_entries;
1177         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1178                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1179                         &new_nr);
1180         boot_params.e820_entries = new_nr;
1181         if (append_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries)
1182           < 0) {
1183                 u64 mem_size;
1184
1185                 /* compare results from other methods and take the greater */
1186                 if (boot_params.alt_mem_k
1187                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1188                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1189                         who = "BIOS-88";
1190                 } else {
1191                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1192                         who = "BIOS-e801";
1193                 }
1194
1195                 e820.nr_map = 0;
1196                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1197                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1198         }
1199
1200         /* In case someone cares... */
1201         return who;
1202 }
1203
1204 void __init setup_memory_map(void)
1205 {
1206         char *who;
1207
1208         who = x86_init.resources.memory_setup();
1209         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
1210         printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
1211         e820_print_map(who);
1212 }